Элементарный состав топлива

Горючая часть:

Сложные хим. соединения состоящие из С, Н, S.

1.С = 20% (древесина) ÷ 70% (антрацит), 80÷85% (мазут и газы).

горение С + О₂= > СО₂+ 34 МДж/кг.

Особенности:

• основное наполнение топлива.

2.Н = 2% (антрацит) ÷ 4% (древесина), 10÷11% (мазут и газы).

горение 2Н₂+ О₂= > 2Н₂О + 121 МДж/кг

Особенности:

• больше выделение теплоты

• ускоряет воспламеняемость.

3

a б в

.S_общ=S_гор+S_негор= [S_орг+S_колч] + [S_сульф]

а) содержится в органических соединениях S+ О₂= >SO₂+ 9 МДж/кг

б) содержится в колчедане (FeS₂)FeS₂+O₂= >Fe₂O₃+ 3O₂

в) содержится в сульфатах минеральной части топлива (CaSo₄,MgSO₄,FeSO₄)

S= 0, 1 ÷ 5%

Особенности:

• низкая теплота сгорания,

• образование токсичных газов (при сжигании SO₂иSO₃),

• низкотемпературная коррозия воздухоподогревателей (5% SO₂+O= >SO₃,H₂O+SO₃= >H₂SO₄если температура стенки ВЗП ниже точки росыH₂SO₄, то последняя конденсируется и реагирует с металлом стенкиFe+H₂SO₄= >Fe₂SO₄+H₂).

Балласт:

Внутренний

обусловлен содержанием кислорода и азота. Б_внутр= О +N

O= 2 ÷ 25 %

Антр. Др.

N= 0.2 ÷ 2 %

1) ↑(O+N) → ↓(C+H+S) → ↓Q→ → ↑B

2)

3)

Внешний

влага и минеральные примеси. Б_внутр= О +N

влага = 5 ÷ 70 %

Антр. Др.

М = 1 ÷ 60 %

Др. Угл

Виды исходной массы топлива

1) Рабочая– то, что поступает в котельную,

С^p + Н^p + S^p + O^p + N^p + W^p + A^p = 100%

2) Аналитическая– в условиях лаборатории,

С^а+ Н^а+S^а+O^а+N^а+W^а+A^а= 100% (W^а<W^p)

3) Сухая(W^р= 0),

С^с+ Н^с+S^с+O^с+N^с+A^с= 100%

4) Горючая(W^р= 0,A^p= 0),

С^г+ Н^г+S^г+O^г+N^г= 100%

Для произвольного элемента справедливо Х^р<X^а<X^с<X^г

Переход от одной массы к другой осуществляется с помощью коэффициентов пересчёта:

Исходная масса	Искомая масса
	Рабочая	Сухая	Горючая
Рабочая	1
Сухая		1
Горючая			1

При изменении табличного состава:

Пример:

Н^р= 2%W^р= 50% Н^с= ?

Влажность топлива

Примерный диапазон влажности рабочей массы топлива W^p = 5÷70%

1) Внешняя- 3÷10%, на поверхности кусков.

2)Капиллярная– 10÷30%, содержится в полостях и капилярах кусков древесины.

3) Коллоидная – 1% (Антрацит) ÷ 5% (КУ) ÷ 10% (БУ), удерживается органической частью топлива.

4) Гидратная– < 0, 1%, входит в состав кристаллогидратов минеральной части топлива (Al₂O₃·SiO₂·2H₂O,CaSO₄·2H₂O) и не удаляется при сушке.

С увеличением геологического возраста снижается пористость топлива и уменьшается его влажность.

Влажность плохо влияет на работу котла:

1. ↑W→ ↓(C+H+S) → ↓Q→ ↑B

2. плохо воспламеняется и медленно горит;

3. низкая полнота сгорания;

4. нарушается сыпучесть;

5. смерзается;

6. коррозирует оборудование;

Зольность топлива

Характеристика его минеральной части до сжигания. Состав золы:

1) Al₂O₃10÷40%

2)SiO₂30÷60%

3)FeO,Fe₂O₃,Fe₃O₄

4) CaCO₃, MgCO₃, FeCO₃ 5÷20%

5) CaSO₄, MgSO₄, FeSO₄

6)K₂O,Na₂O, 1÷10%

Различают примеси:

1) Первичные– попали в топливо при его формировании.

2) Вторичные– попали при залегании.

3) Третичные– при добыче, транспортировке и хранении.

При сжигании происходят изменения в минеральной части:

1) при t = 150÷400С Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O = > Al₂O₃ + SiO₂ + 2H₂O

2) при t= 400÷600СFeO+O₂= >Fe₂O₃

3) при t = 600÷800С CaCO₃ = > CaO + CO₂↑, CaSO₄ = > CaO + SO₃↑

Зольность и минеральная часть топлива соотносятся примерно так: А^р= 0, 95М^р.

Золовой баланс котла

Собственно баланс: 1 = а_шл+ а_ун

После горения образуются очаговые остаткишлак (а_шл – доля шлакоудаления) и зола (а_ун– доля уноса золовых частиц).

Зольность определяют в результате сжигания и прокаливания навески топлива (30 мин., 850ºС):

Температурные характеристики золы

Нагревают образец золы и фиксируют характерные температуры.

t₁= температура начала деформаций.

t₂= температура размягчения.

t₃= температура жидкоплавкого состояния.

t₀= температура истинно жидкого состояния.

если t₃< 1350ºС – легкоплавкая зола. 1350ºС <t₃ < 1450ºС – среднеплавкая зола.t₃ > 1450ºС – тугоплавкая зола.

Компонент	Na2O	Fe2O3	SiO2	Al2O3	CaO
tпл-ия, ºС	900	1000	1600	2100	2600

Температурные характеристики необходимо знать для:

1) правильного выбора топочного режима

БУ _т^”≤ 1000ºС

КУ _т^”≤ 1100ºС

Если _т^”>t₁, то расплавленные части попадут на фестон.

2) правильного выбора системы шлакоудаления (в твёрдом или жидком виде).